RU2417829C1

RU2417829C1 - Vibration mixer

Info

Publication number: RU2417829C1
Application number: RU2009139743/05A
Authority: RU
Inventors: Владислав Николаевич Николаев (RU); Владислав Николаевич Николаев; Эдуард Наильевич Гайнуллин (RU); Эдуард Наильевич Гайнуллин; Евгений Владимирович Зязев (RU); Евгений Владимирович Зязев
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2011-05-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to loose material mixers that may be used in various industries. Proposed mixer comprises container with filler neck and discharge branch pipe flexibly fitted on the base. Said container houses shaft with springs secured thereon by their one end and vibration exciters fitted on shaft extension on container outer side. Vanes alternated with springs in staggered manner are fitted on said shaft. Length of springs and vanes is smaller than container radius. Angle of attack of vanes may be adjusted by turning vanes about their axes and locking them. Container is mounted at an angle to horizon in its lengthwise axis. Note that said angle may be regulated.

EFFECT: reduced mixing interval, hence, higher efficiency at lower power consumption.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам для смешивания сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве, комбикормовой, строительной, пищевой, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to apparatus for mixing bulk materials and can be used in agriculture, animal feed, construction, food, chemical and other industries.

Известен вибрационный смеситель (А.С. №133381, кл. В01F 11/00, 18.11.1959 г.), содержащий один или несколько смесительных корпусов, внутри каждого имеются два вращающихся лопастных шнека-вибратора, смонтированных на общем подпружиненном основании и приводимых в движение отдельными жестко установленными приводами. Лопастные шнеки установлены на параллельных валах с взаимно перекрывающимися лопастями, причем между лопастями и стенками смесительного корпуса образованы зазоры.Known vibration mixer (AS No. 133381, class B01F 11/00, 11/18/1959), containing one or more mixing bodies, inside each there are two rotary blade auger vibrators mounted on a common spring-loaded base and driven in movement by separate hard-mounted drives. The blade screws are mounted on parallel shafts with mutually overlapping blades, and gaps are formed between the blades and the walls of the mixing housing.

Недостатками данного устройства являются низкая эффективность смешивания и высокие энергозатраты для приготовления готовой смеси.The disadvantages of this device are the low mixing efficiency and high energy consumption for preparing the finished mixture.

Наиболее близким к изобретению является выбранный в качестве прототипа «Вибрационный смеситель сыпучих материалов» (патент РФ №110684, кл. В01F 11/00, 03.04.2006 г.), содержащий упруго установленный на основании цилиндрический контейнер с загрузочной горловиной и разгрузочным патрубком. Внутри контейнера расположен вал с закрепленными на нем одним концом пружинами. На концах вала с наружной стороны контейнера расположены вибровозбудители.Closest to the invention is the “Vibratory Mixer of Bulk Materials” selected as a prototype (RF patent No. 110684, class B01F 11/00, 04/03/2006), containing a cylindrical container elastically mounted on the base with a loading neck and discharge nozzle. Inside the container there is a shaft with springs fixed to it at one end. At the ends of the shaft, vibration exciters are located on the outside of the container.

Недостатком известного устройства является низкая производительность при смешивании сыпучих материалов.A disadvantage of the known device is the low productivity when mixing bulk materials.

Целью изобретения является повышение производительности установки за счет сокращения времени на приготовление смеси и снижение удельной энергоемкости процесса.The aim of the invention is to increase the productivity of the installation by reducing the time to prepare the mixture and reducing the specific energy consumption of the process.

Поставленная цель достигается тем, что в упруго установленном цилиндрическом контейнере с загрузочной горловиной и разгрузочным патрубком внутри контейнера установлен вал с закрепленными на нем одним концом пружинами и вибровозбудителями, расположенными на концах вала с наружной стороны контейнера, в отличие от прототипа на валу закреплены одним концом лопатки, чередующиеся с пружинами в шахматном порядке, длина лопаток, как и длина пружин, меньше радиуса контейнера, контейнер в своей продольной плоскости установлен под углом к горизонту.This goal is achieved by the fact that in a resiliently mounted cylindrical container with a loading neck and an unloading nozzle, a shaft is installed inside the container with springs fixed to it at one end and vibration exciters located at the ends of the shaft on the outside of the container, unlike the prototype, fixed at the shaft with one end of the blade alternating with springs in a checkerboard pattern, the length of the blades, as well as the length of the springs, is less than the radius of the container, the container in its longitudinal plane is installed at an angle to the horizontal NTU.

Лопатки помимо смешивания перемещают материал, чем увеличивают скорость его прохождения и, как следствие, производительность машины. Наклон корпуса также позволяет увеличить скорость прохождения материала. Изменением угла наклона контейнера и угла атаки лопаток возможно регулировать производительность смесителя. При увеличении угла наклона контейнера больше угла естественного откоса материала произойдет высыпание компонентов без смешивания.In addition to mixing, the blades move the material, which increases the speed of its passage and, as a result, the productivity of the machine. Tilting the housing also allows you to increase the speed of passage of the material. By changing the angle of inclination of the container and the angle of attack of the blades it is possible to regulate the performance of the mixer. With an increase in the angle of inclination of the container more than the angle of repose of the material, components will spill out without mixing.

По имеющимся у автора сведениям совокупность существенных признаков, гарантирующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна» и «изобретательский уровень».According to the information available to the author, the set of essential features that guarantee the essence of the claimed invention is not known from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Совокупность существенных признаков, характеризующих изобретение, может быть многократно использована в сельском хозяйстве, комбикормовой, химической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности для смешивания сыпучих материалов и обеспечивает достижение поставленной цели - повышение качества, сокращение времени и энергозатрат на приготовление готовой смеси и позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».The set of essential features characterizing the invention can be repeatedly used in agriculture, animal feed, chemical, food, construction and other industries for mixing bulk materials and ensures the achievement of the goal - improving quality, reducing time and energy consumption for preparing the finished mixture and allows you to make the conclusion that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

Сущность заявляемого решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вибрационный смеситель, общий вид, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.The essence of the proposed solution is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a vibration mixer, General view, in Fig.2 - section aa in Fig.1.

Вибрационный смеситель состоит из контейнера 2 в виде закрытого цилиндрического желоба, который имеет загрузочную горловину 5, разгрузочный патрубок 6 и торцевые стенки с подшипниковыми опорами 12, в которых вращается вал 3. Контейнер установлен на раме 1 при помощи упругих элементов 11. Рама наклонена к горизонту под углом α. Угол наклона можно регулировать в зависимости от физико-механических свойств компонентов смеси и требований производительности. Регулировка осуществляется за счет механизма подъема 13. Внутри контейнера на валу 3 одним концом закреплены перемешивающие лопатки 9 и перемешивающие пружины 10, установленные перпендикулярно его оси с чередованием в шахматном порядке, длина лопаток и пружин меньше расстояния между ними в одной продольной плоскости вала и при этом это расстояние меньше радиуса контейнера. Расстояние между соседними перемешивающими элементами (лопатками 9 и пружинами 10) больше диаметра пружин и ширины лопаток. Установка перемешивающих элементов на валу таким образом предотвращает зацепление друг за друга и о контейнер, а также обеспечивает сложное вращательно-колебательное движение сыпучего материала, при котором достигается высокое качество смеси и увеличение производительности. На концах вала с наружной стороны контейнера расположены вибровозбудители 4, позволяющие регулировать амплитуду колебаний контейнера с валом.The vibrating mixer consists of a container 2 in the form of a closed cylindrical trough, which has a loading neck 5, an unloading pipe 6 and end walls with bearing bearings 12 in which the shaft 3 rotates. The container is mounted on the frame 1 using elastic elements 11. The frame is inclined to the horizontal at an angle α. The angle of inclination can be adjusted depending on the physicomechanical properties of the components of the mixture and performance requirements. The adjustment is carried out by the lifting mechanism 13. Inside the container on the shaft 3, mixing blades 9 and mixing springs 10 are fixed at one end, mounted perpendicular to its axis with staggered rotation, the length of the blades and springs is less than the distance between them in the same longitudinal plane of the shaft and this distance is less than the radius of the container. The distance between adjacent mixing elements (blades 9 and springs 10) is greater than the diameter of the springs and the width of the blades. The installation of mixing elements on the shaft thus prevents engagement between each other and the container, and also provides a complex rotational-vibrational movement of the bulk material, which achieves a high quality of the mixture and an increase in productivity. At the ends of the shaft from the outside of the container are vibration exciters 4, which allow you to adjust the amplitude of oscillations of the container with the shaft.

Вибрационный смеситель работает следующим образом. Вал 3 приводится во вращение посредством электродвигателя 8 через упругую муфту 7. Смешиваемые компоненты загружаются через загрузочную горловину 5. Дебалансное вращение вала приводит к колебательному движению контейнера с валом по круговой эллипсоидальной траектории с высокими ускорениями. Эти ускорения столь велики, что находящаяся в контейнере масса сыпучего материала при колебаниях то отрывается от внутренней поверхности корпуса, то контактирует с ним, что увеличивает интенсивность вибрации сыпучего материала. В свою очередь, установленные на валу перемешивающие цилиндрические пружины 10 интенсивность вибрации сыпучего материала. В свою очередь, установленные на валу перемешивающие цилиндрические пружины 10 получают вращательно-колебательные движения от вала 3 с контейнером 2. И в результате этого процесса сыпучий материал приводится в состояние виброкипения, которое способствует интенсивной циркуляции и смешиванию его компонентов. Лопатки 9 помимо смешивания перемещают материал, что способствует увеличению производительности смесителя. Интенсивная циркуляция сыпучего материала в вибрирующем контейнере вибросмесителя за счет рабочих элементов приводит к сокращению времени приготовления высококачественной смеси, повышению его производительности и снижению удельной энергоемкости процесса. Выгрузка готовой смеси сыпучего материала из контейнера осуществляется посредством разгрузочного патрубка 6.Vibration mixer works as follows. The shaft 3 is rotated by an electric motor 8 through an elastic coupling 7. The components to be mixed are loaded through the loading neck 5. An unbalanced rotation of the shaft leads to an oscillatory movement of the container with the shaft along a circular ellipsoidal path with high accelerations. These accelerations are so great that the mass of bulk material in the container, when vibrating, either breaks away from the inner surface of the body or comes into contact with it, which increases the vibration intensity of the bulk material. In turn, the mixing coil springs 10 mounted on the shaft have a vibration intensity of the bulk material. In turn, the mixing coil springs 10 mounted on the shaft receive rotational-vibrational movements from the shaft 3 with the container 2. And as a result of this process, the bulk material is brought into a vibratory state, which promotes intensive circulation and mixing of its components. The blades 9 in addition to mixing move the material, which increases the performance of the mixer. Intensive circulation of bulk material in a vibrating container of the mixer due to the working elements leads to a reduction in the preparation time of a high-quality mixture, an increase in its productivity and a decrease in the specific energy consumption of the process. Unloading of the finished mixture of bulk material from the container is carried out by means of a discharge pipe 6.

Технико-экономический эффект достигается за счет сокращения времени приготовления однородной смеси и тем самым увеличения производительности вибросмесителя при низкой удельной энергоемкости процесса путем увеличения скорости циркуляции и интенсивности вибрации сыпучего материала, а также скорости перемещения материала внутри контейнера.The technical and economic effect is achieved by reducing the preparation time of a homogeneous mixture and thereby increasing the performance of the vibratory mixer with a low specific energy consumption of the process by increasing the circulation speed and vibration intensity of the bulk material, as well as the speed of movement of the material inside the container.

Claims

1. A vibration mixer comprising a cylindrical container elastically mounted on the base with a loading neck and an unloading nozzle, a shaft with springs fixed to it at one end and vibration exciters located on the ends of the shaft on the outside of the container, characterized in that one is mounted on the shaft the end of the blade alternating with strings in a checkerboard pattern, the length of the blades, as well as the length of the springs, is less than the radius of the container, the container is set at an angle to the horizon.

2. The vibration mixer according to claim 1, characterized in that the blades are configured to control the angle of attack due to rotation around its axis and fixation.

3. The vibration mixer according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the container to the horizon is made adjustable from zero to the angle of repose of the mixed material, depending on the physicomechanical properties of the components of the mixture.